区域供热燃气锅炉房系统优化研究

王佳

摘 要：随着改革开放和现代化建设的不断发展，我国经济社会取得了举世瞩目的成就，但与此同时，资源消耗急剧增加，环境压力也越来越大。从“低碳”生活，到煤改气工程的开展，都对城市锅炉房供热系统寄予了很大的期望。随着我国能源结构的调整以及天然气资源的开发和利用，天然气将逐渐超越煤与石油在能源领域的主导地位，成为未来的主要消费能源，而燃气锅炉房也将逐步取代燃煤锅炉房成为城市供热系统的主要热源，因此，对于不同供热规模、不同供热半径的燃气锅炉房系统的优化研究，成为人们研究供热节能的重要内容。

关键词：区域供热；燃气锅炉房；系统优化

1 引言

随着“十二五”能源规划的发布与实施，燃气将逐步替代燃煤，成为城市供热的主要能源，燃气锅炉房供热也将成为城市供热的主流，鼓励和发展燃气锅炉房能取得很好的环境效益和节能效益，也将对改善城市环境、优化能源结构有着现实意义。通过对中小区域燃气锅炉房供热系统配置和能耗的研究，在成熟的供热理论及自控技术的基础上，着重从系统形式及经济性能两个方面对供热系统进行分析，希望能为以后相关技术的深入研究与城市热网改造提供一定的参考价值。

2 燃气锅炉房研究存在的问题

在国内自改革开放以来，中国能源工业发展迅速，但结构一直很不合理，煤炭在一次能源生产和消费中的比重均高达72%。大量燃煤使大气环境不断恶化，发展清洁能源、调整能源结构已迫在眉睫。在已经出台的十二五能源规划的建议中，已经明确提出了对能源结构进行重大调整的发展思路。从严重依赖煤炭资源，向绿色、多元、低碳化能源发展；能源利用将进一步向节能、高效、清洁、低碳方向发展；坚持节约优先、高效经济、合理调控供需；坚持环境与经济双赢，把天然气作为能源结构调整的重点之一，确保其在未来能源领域的战略支柱地位。天然气资源充足，消费量也连年剧增，国内天然气产量年均增长13%，2011年达到1025亿立方米。天然气消费量年均增长16%，2011年达到1307亿立方米，已成为世界第四大天然气消费国。

3 区域供热燃气锅炉房系统优化实例

3.1 某区域燃煤锅炉房现状及运行财务数据

某区域现状供热面积75万平方米，利用燃煤热水锅炉供热，设有3台14MW的燃煤热水锅炉，设计供、回水温度115℃/70℃，设计压力1.25MPa，年耗煤量为1.58万吨，折合煤耗约为22.58kg/m2。其环保系统为麻石水膜脱硫除尘。风烟系统为鼓、引风机。化学水处理系统为钠-氢离子交换树脂水处理系统。

3.2 改造方案

根据锅炉房现状，考虑的改造原则是尽量利用原有设备及建筑，以最小的改动获得最大效益。以此做出的改造方案为：在原有锅炉基础上进行改造，将原有燃煤锅炉改造为3台14MW燃气锅炉，设计供、回水温度115℃/70℃；由于锅炉房年限已久，考虑更换锅炉循环水泵、补水泵、软化除氧组合水箱、除氧器、除氧水泵等设备；原有控制系统全部改为DCS控制系统。天然气由厂区门口现状DN400次高压A燃气管线上接线，设计一根DN300中压A燃气管线至锅炉房专用调压箱，经调压后供锅炉房使用。

4 工程投资估算

4.1 投资估算编制范围

热力系统设备购置及安装费用：包括热水锅炉、水泵、软化、除氧组合水箱、全自动钠离子交换器、通风系统轴流风机等；电气系统设备购置及安装费用：包括低压配电柜、变频柜、电容补偿柜等；热工控制系统设备购置及安装费用：安全监控系统、节能群控系统、除氧控制系统、可燃气体报警系统等；燃气系统调压站、阀门及流量计量装置设备购置及安装费用；建筑工程部分：包括新建钢烟囱及原有锅炉房的装修，锅炉房進行吸音减噪处理；锅炉房与市政燃气管线衔接工程。

4.2 投资估算编制说明

设备价格采用国内或合资企业优质设备询价或参考类似工程估价；按照国家有关文件规定计取各项费用；资金筹措为全部贷款，年利率6.14%。投资估算。项目总投资1727.00万元，其中工程费用1321.88万元，其他费用224.72万元，建设期利息49.85万元，铺底流动资金53.21万元。项目单位投资。根据以上方案，项目的单位投资折合为41万元/MW。一般燃气锅炉房的单位投资约45～55万元/MW。由于本锅炉房为煤改气改造项目，充分利用了原有锅炉房的部分设施及建设，故项目的单位投资低于正常建设的锅炉房。

5 技术经济分析

基础数据。本锅炉房只有居民用热，热指标取42W/m2，即单位面积耗热量为0.34GJ；天然气热值取35.5MJ/m3，锅炉热效率92%，即1GJ热量耗天然气30.45Nm3；居民用燃气锅炉房补贴5.04元/m2。收入测算。本文供热面积75万平方米，年耗热量25.5万GJ，按照热计量收费模式计取收入，即在12元/m2基价的基础上，热量收费为44.45元/GJ，项目年收入2033.48万元；年补贴收入378万元。成本测算。天然气耗量：年耗气量776.48万Nm3，以现行购气价格2.28元/Nm3计算；耗电、耗水费用：年耗电量89.25万k Wh，购电价格0.78元/k Wh；年耗水量1.66万t，购水价格5.6元/t；工资及福利：人员编制为6个技术人员，年工资4万元；管理人员4人，年工资3.5万元。年维修费：按照固定资产的0.8%计取；其他管理费；以年收入的0.5%计取；折旧与摊销：建筑折旧年限30年，设备及安装折旧20年，直线折旧法估算，残值率5%；其他费用摊销年限为8年；综上计算，年经营成本1907万元，折合74.64元/GJ；包含财务费用，年均总成本2020.8万元，折合79.25元/GJ，其中，年可变成本1849.29万元，合72.52元/GJ，年均固定成本171.5万元，合6.73元/GJ。

6 结语

随着我国能源结构的调整以及天然气资源的开发和利用，天然气将逐渐超越煤与石油在能源领域的主导地位，成为未来的主要消费能源。而随着我过天然气消费的日益增加，以及西气东输工程的顺利进展，天然气供应到越来越多的城市，燃气锅炉房的发展前景也会越来越广阔。因此，对燃气锅炉房系统的课题研究具有非常重要的现实意义。同时也希望更多的单位和学者能关注到燃气锅炉房的发展及其在我国的推广应用，推动城市供热事业的发展。

参考文献：

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[2] 滕世兴.中小区域热源的优化配置[D].北京建筑工程学院硕士论文，2016.

[3] 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京.中国建筑工业出版社，2017.